开关磁阻电机(SRM)是一种结构简单、性能稳定、维护费用低、运行效率高的新型电机,目前在家电、工业和航空航天等领域得到了广泛应用。传统方波电流励磁的开关磁阻电机输出转矩能力强,控制简单,维护方便,但转矩波动大,在中低速运行会产生较大的振动噪声。针对传统励磁方式存在的这些问题,国内外学者展开了降低转矩脉动和振动噪声的多方面研究。本文从开关磁阻电机的本体结构入手,首先介绍了开关磁阻电机的基本结构参数的电磁设计过程,并通过Maxwell软件对电机的静态电磁特性进行有限元分析,包括磁链特性、电感特性和矩角特性等电机磁场的关键特性。其次针对三相12/8结构的开关磁阻电机单极性正弦励磁的原理进行分析,单极性正弦励磁电流的直流分量产生(虚拟)转子磁通,交流分量产生旋转定子磁场,转子磁通和定子磁场相互作用产生电磁力。然后推导了三相开关磁阻电机在单极性正弦励磁下的数学模型,得到了三相开关磁阻电机分别在定子坐标系和转子坐标系中的电压和转矩等输出方程。重点针对三相开关磁阻电机在单极性正弦电流励磁下产生的平均转矩进行定量分析,通过有限元和傅里叶分析建立了三相开关磁阻电机的平均转矩、励磁电流的交直流分量与转子极弧的函数方程,得到最大平均转矩对应的最优转子极弧等电机结构参数。研究了基于最大转矩电流比控制的三相开关磁阻电机矢量控制策略。采用了多软件联合仿真,验证了所采用的控制策略在抑制转矩脉动和振动噪声方面的优势。最后研究了四相开关磁阻电机的控制算法,推导得到了其在单极性正弦励磁方式下的数学模型,从瞬时电磁转矩方程发现四相开关磁阻电机在单极性正弦电流励磁时不产生磁阻转矩,从而能降低转矩脉动。对四相开关磁阻电机提出了一种新型的矢量控制策略,通过将开关磁阻电机传统的不对称半桥功率变换器等效为两个逆变器,由两个逆变器分别控制励磁电流的转矩分量和励磁分量。在四相开关磁阻电机实验平台上,进行了矢量控制实验验证。最后分析了四相SRM在单极性正弦励磁方式下的振动噪声。该论文有图83幅,表格8个,参考文献82篇。